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    氣體滲碳工藝

    氣體滲碳的目的:氣體滲碳是為了增加鋼件表層的含碳量和一定的碳濃度梯度,將鋼件在滲碳介質中加熱并保溫使碳原子滲入鋼件表層的化學熱處理工藝稱為滲碳,滲碳鋼一般采用普通碳鋼、優質碳素結構鋼和低碳合金結構鋼,也可采用Q235鋼。
    開爐前的準備:
    (1)滲碳工件表面不應有銹蝕、污垢、裂紋及傷痕等缺陷。
    (2)工件表面不需滲碳部分可采用表面鍍銅或涂防滲碳涂料防止滲碳,也可在滲碳后,對
         不需要滲碳的部分切削去滲碳層。鍍銅層的厚度一般應大于0.03mm;防滲碳涂料的厚
         度一般應大于0.3mm,要求涂層致密。
    (3)采用滴注式滲碳時,滲碳劑一般是甲醇(形成載氣);煤油或丙酮、醋酸乙酯(形成富
         化氣),有條件時也可以采用其他方式的可控氣氛滲碳。為取得高質量滲碳,減少碳
         黑,更好選用航空煤油滴注。
    (4)準備好試樣和中間試樣。試樣宜取自同批零件,試樣表面不允許有銹蝕、油污。中間試
         樣一般為Φ10mm×10鋼試棒。
    滲碳操作:
      ①開爐前檢查設備(參照井式氣體滲碳爐操作規程)
      ②根據停爐時間和爐罐情況,按工藝文件規定,進行爐罐滲碳。爐罐滲碳時間,對于新爐
        罐一般為6-12h,對于舊爐罐一般為2-4h左右。
      ③裝爐:
        a.將材質相同、滲碳層技術要求相同、滲碳后熱處理方式相同的工件,放在同一爐生
          產。試樣放在料筐的有代表性的位置。每爐裝載量和裝料高度應小于設備規定的更
          大裝載量和裝料高度。
        b.為保證爐內滲碳氣氛的循環暢通,使滲碳層均勻,工件間應留有縱橫大于5mm的間隙。
        c.料筐裝入爐內時,要垂直擺放,各層料筐應齊整,不得有間隙,同時懸吊放入中間試
          樣棒。
        d.工件入爐后,將爐蓋蓋緊,不允許有漏氣現象,滴入滲碳劑后,應保持爐內壓力
          為196-490Pa。將廢氣點燃,火苗高度為200-300mm。
      ④ 滲碳
        a.滲碳工藝曲線:根據材質及滲碳層顯微組織的要求,由有關工藝文件規定滲碳工藝
          曲線,一般對于要求嚴格控制碳化物的低合鋼鋼工件,可參考工藝曲線圖如(1-4)。
          對于不要求嚴格控制碳化物的低碳鋼、低合金鋼工件,可參考工藝曲線圖(1-5)。
     

    圖1-4 嚴格要求控制碳化物的低
    合金鋼工件滲碳工藝曲線
     
    圖1-5 不嚴格要求控制碳化物的低
    合金鋼工件滲碳工藝曲線


    關于滲碳工藝曲線說明如下:
    趕氣:其目的是趕走爐內空氣,使爐內空氣恢復到工藝規定的碳勢氣氛。
    保溫:其目的是使爐內工件溫度均勻。保溫時間一般是40min到1h。
    滲碳溫度和滲碳時間:滲碳溫度一般為900~940℃,滲碳時間應根據要求的滲碳層深度確定,它與滲碳溫度、爐內氣氛的碳勢及工件特征等因素有關。
    滲碳劑的選擇及應用:采用滴注式滲碳時,可根據生產廠條件選擇滲碳劑。選用普通煤油作滲碳劑,爐內碳黑較多。選用航空煤油,不易產生碳黑,甲醇作載氣,煤油作富化氣,爐內碳黑較少。用甲醇作載氣,丙酮或醋酸乙醋作富化氣,爐內碳黑則更少,可進行氣氛的碳勢控制。滲碳劑用量根據工件裝載量和表面積大小等因素進行調整。


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